폭발의 종류 (물리적 폭발과 화학적 폭발의 구분)

1. 개요

 폭발은 정상연소에 비해서 연소속도와 화염전파속도가 매우 빠른 비정상연소로, 연소반응이 급격히 진행되어 빛과 열 외에 폭발음과 충격파를 발생한다. 폭발은 압력변화에 의한 물리적 폭발과 화학반응에 의한 화학적 폭발로 구분할 수 있다.
 

2. 화학적 폭발(기상폭발) 의 종류

 가. 가스폭발(산화폭발)
   가스폭발은 가연성가스가 공기중에 산소와 혼합되어 산화반응에 의해 발생하는 폭발이다.
   연소상한계 폭발은 연소하한계 폭발 대비 약 3배의 열을 방출하는데, 이는 연소가스의 부피가 크기 때문이다.
 
  나. 분해폭발
   아세틸렌이나 산화에틸렌 등은 고압하에서 가압시 분해폭발을 발생한다.
    ex) C2H2 → 2C + H2↑  (아세틸렌의 분해폭발)
 
  다. 중합폭발
   중합복발은 시안화수소나 산화에틸렌등의 중합반응에 의해 발생하는 폭발이다.
 
  라. 분진폭발
    1) 분진폭발은 공기중에 부유하는 미세한 고체입자이며, 입자의 직경이 0.01um ~ 100 um이다. 분진은 단위무게당 표면적이 급격히 증가되어 반응속도가 빨라지며, 분진폭발은 가연성 분진이 공기중에 분산되고 점화원에 의해 발생하는 폭발이다. 분진폭발은 가스폭발에 비해 연소속도는 작지만 발열량이 큰 것이 특징이다.

 
   2) 분진폭발의 특징
    가) 입자표면에서 산소와의 반응이 일어난다.
    나) 가스폭발에 비해 연소속도는 작지만 발열량이 크다
    다) 1차폭발에 의한 2차폭발을 일으킨다.
    라) 불완전연소를 일으키기 쉽기 때문에 CO중독사고의 위험이 있다.
 
 

3. 물리적 폭발(응상폭발) 의 종류

  가. 증기폭발
    1) 증기폭발은 액체의 급속한 기화현상(액상→기상)으로 체적이 팽창하여 발생하는 폭발이다.
    2) 증기폭발의 종류
      가) 액체의 급속한 가열에 의한 폭발. 고온의 물체가 물에 투입되었을 때 물은 급속히 가열되고 기화한다. 이때 체적이 팽창하여 폭발이 발생한다.
      나) 저온 액화가스의 수면유출에 의한 폭발. 저온 액화가스가 수면에 유출되었을 때 수면과의 온도차이에 의해 급속히 기화한다. 이때 체적이 팽창하여 폭발이 발생한다.
     3) 특징
       가) 점화원이 필요없다.
       나) 가연성액체의 증기폭발은 후속적인 가스폭발을 발생한다.
 
     나. 고상간의 전이에 의한 폭발
       고상의 무정형 안티몬이 고상의 결정형 안티몬으로 전이할 때 고상간의 전이열에 의해 주위의 공기가 팽창하여 발생하는 폭발이다.
 
    다. 전선폭발
       알루미늄 전선 등의 금속전선에 큰 전류가 흐를 때 가열된 금속전선이 순간적으로 기화되어 발생하는 폭발이다.
 
 

4. 결론

  폭발은 폭발이 발생할 때 원인물질의 물리적 상태에 따라 기상폭발과 응상폭발로 구분할 수 있다. (압력변화에 의한 물리적 폭발과 화학반응에 의한 화학적 폭발로 구분된다.) 기상폭발(화학적폭발) 에는 가스폭발, 분해폭발, 중합폭발, 분진폭발 등이 있으며 응상폭발(물리적폭발) 에는 증기폭발, 고상간의 전이에 의한 폭발, 전선폭발 등이 있다.
화재와 폭발은 가연물, 산소, 점화원 3요소 중 어느하나라도 요소가 충족되지 않으면 일어나지 않는다. 따라서 가연물의 불연화 또는 제거 / 산소의 불활성화 / 점화원의 제거 및 방폭구조 등의 대책이 완전하면 일어나지 않으나 현실적으로 여려우므로 대책을 적절히 조합하여 화재나 폭발을 방지하여야한다.